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目的：牙周病是成年人的口腔多发疾病之一，发病率较高，成年错畸形患者中的牙周病发病率更为严重，且正畸患者由于矫治器不易清洁而大多患有不同程度的牙周组织炎症。牙槽骨组织改建是正畸牙移动的基础，牙槽骨在不断施加机械应力后进行改建与重塑，实现预期的正畸牙移动。目前成骨通路的研究一直在深入，而对炎性环境中的成骨细胞加力后的变化机制的研究却很少。本实验就是研究在Pg-LPS刺激下，周期性牵张应力对成骨细胞增殖的影响，并进一步探究这种影响的分子生物学机制。
方法：成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h后，施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，采用1)CCK-8技术检测成骨细胞的增殖活性；2)通过ALP活性检测成骨细胞分化能力；3)成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h后，施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，鬼比环肽染色后于共聚焦显微镜下观察细胞骨架的变化；4)Westernblot技术检测细胞内Runx-2、CyclinD1、p-ERK5、ERK5的蛋白表达变化，qRT-PCR技术检测Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达变化；5)成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h，加入5μmol/LXMD8-92处理1h后施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，Westernblot技术检测细胞内Runx-2、CyclinD1、p-ERK5、ERK5的蛋白表达变化，qRT-PCR技术检测Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达；
结果：1)施加牵张力后，成骨细胞增殖活性增强；1μg/mLPg-LPS刺激成骨细胞24h后，细胞增殖活性降低；而在Pg-LPS刺激下，施加牵张应力后，细胞增殖活性回升；2)牵张力组成骨细胞的分化活性明显高于正常组，LPS组的ALP活性较正常组低，而LPS+力组的ALP活性高于LPS组(p<0.05)；3)鬼笔环肽Phalloidin-TRITC染色结果显示，正常组中的成骨细胞MC3T3-E1呈多边形，肌动蛋白微丝F-actin相互交织，方向各不相同，排列散乱无规则。施加0.5Hz8%牵张应力8h后成骨细胞骨架蛋白发生明显改建，细胞形态发生改变，肌动蛋白微丝F-actin解聚重排，呈现出明显的方向性，排列呈束状，形似栅栏，与细胞长轴接近平行。在1μg/mLPg-LPS刺激下，细胞骨架蛋白发生改建，形态也发生改变。Pg-LPS刺激下对成骨细胞施加牵张应力后可以看到细胞内肌动蛋白微丝F-actin排列成束状，排列方向与细胞长轴相近。3)在施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h后的成骨细胞相比于正常组，p-ERK5/ERK5比值增高，其Runx-2和CyclinD1的蛋白表达均上调(p<0.05)；加入ERK5特异性抑制剂XMD8-92后，p-ERK5/ERK5比值减小，且各蛋白表达量均出现明显降低(p<0.05)。成骨细胞在Pg-LPS刺激下，p-ERK5/ERK5降低，Runx-2和CyclinD1的蛋白表达量下调(p<0.05)；Pg-LPS刺激下施加牵张力后相比于LPS组，p-ERK5/ERK5增高，各蛋白表达量回升(p<0.05)；LPS+力+XMD8-92组相比于LPS+力组，p-ERK5/ERK5降低，Runx-2和CyclinD1的蛋白表达量下调(p<0.05)。
4)成骨细胞施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h后，相比于正常组其Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达均上调(p<0.05)；加入抑制剂XMD8-92后，各mRNA表达量明显降低(p<0.05)。在Pg-LPS刺激下，成骨细胞Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达量下调；Pg-LPS刺激下施加牵张力后相比于LPS组，Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达均上调(p<0.05)；LPS+力+XMD8-92组较LPS+力组，各mRNA表达量有所降低(p<0.05)。
结论：1)1μg/mLPg-LPS作用于成骨细胞MC3T3-E124h后，成骨细胞增殖、分化活性降低；0.5Hz8%的周期性牵张应力作用于成骨细胞MC3T3-E18h后，细胞增殖、分化活性提高；2)在Pg-LPS刺激下，适宜的周期性的牵张应力对Pg-LPS诱导的成骨细胞增殖、分化活性降低具有保护作用；3)周期性牵张应力可以促进ERK5的磷酸化，激活ERK5信号通路；4)周期性牵张应力可以介导ERK5信号通路促进Runx-2和CyclinD1蛋白和基因的表达，从而促进成骨细胞增殖；
5)周期性牵张应力可以通过ERK5信号通路逆转Pg-LPS诱导的细胞内Runx-2、CyclinD1mRNA下调，从而对Pg-LPS诱导的成骨细胞增殖活性降低发挥保护作用。
方法：成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h后，施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，采用1)CCK-8技术检测成骨细胞的增殖活性；2)通过ALP活性检测成骨细胞分化能力；3)成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h后，施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，鬼比环肽染色后于共聚焦显微镜下观察细胞骨架的变化；4)Westernblot技术检测细胞内Runx-2、CyclinD1、p-ERK5、ERK5的蛋白表达变化，qRT-PCR技术检测Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达变化；5)成骨细胞MC3T3-E1中加入1μg/mLPg-LPS培养24h，加入5μmol/LXMD8-92处理1h后施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h，Westernblot技术检测细胞内Runx-2、CyclinD1、p-ERK5、ERK5的蛋白表达变化，qRT-PCR技术检测Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达；
结果：1)施加牵张力后，成骨细胞增殖活性增强；1μg/mLPg-LPS刺激成骨细胞24h后，细胞增殖活性降低；而在Pg-LPS刺激下，施加牵张应力后，细胞增殖活性回升；2)牵张力组成骨细胞的分化活性明显高于正常组，LPS组的ALP活性较正常组低，而LPS+力组的ALP活性高于LPS组(p<0.05)；3)鬼笔环肽Phalloidin-TRITC染色结果显示，正常组中的成骨细胞MC3T3-E1呈多边形，肌动蛋白微丝F-actin相互交织，方向各不相同，排列散乱无规则。施加0.5Hz8%牵张应力8h后成骨细胞骨架蛋白发生明显改建，细胞形态发生改变，肌动蛋白微丝F-actin解聚重排，呈现出明显的方向性，排列呈束状，形似栅栏，与细胞长轴接近平行。在1μg/mLPg-LPS刺激下，细胞骨架蛋白发生改建，形态也发生改变。Pg-LPS刺激下对成骨细胞施加牵张应力后可以看到细胞内肌动蛋白微丝F-actin排列成束状，排列方向与细胞长轴相近。3)在施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h后的成骨细胞相比于正常组，p-ERK5/ERK5比值增高，其Runx-2和CyclinD1的蛋白表达均上调(p<0.05)；加入ERK5特异性抑制剂XMD8-92后，p-ERK5/ERK5比值减小，且各蛋白表达量均出现明显降低(p<0.05)。成骨细胞在Pg-LPS刺激下，p-ERK5/ERK5降低，Runx-2和CyclinD1的蛋白表达量下调(p<0.05)；Pg-LPS刺激下施加牵张力后相比于LPS组，p-ERK5/ERK5增高，各蛋白表达量回升(p<0.05)；LPS+力+XMD8-92组相比于LPS+力组，p-ERK5/ERK5降低，Runx-2和CyclinD1的蛋白表达量下调(p<0.05)。
4)成骨细胞施加0.5Hz8%周期性牵张应力8h后，相比于正常组其Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达均上调(p<0.05)；加入抑制剂XMD8-92后，各mRNA表达量明显降低(p<0.05)。在Pg-LPS刺激下，成骨细胞Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达量下调；Pg-LPS刺激下施加牵张力后相比于LPS组，Runx-2、CyclinD1、ERK5mRNA的表达均上调(p<0.05)；LPS+力+XMD8-92组较LPS+力组，各mRNA表达量有所降低(p<0.05)。
结论：1)1μg/mLPg-LPS作用于成骨细胞MC3T3-E124h后，成骨细胞增殖、分化活性降低；0.5Hz8%的周期性牵张应力作用于成骨细胞MC3T3-E18h后，细胞增殖、分化活性提高；2)在Pg-LPS刺激下，适宜的周期性的牵张应力对Pg-LPS诱导的成骨细胞增殖、分化活性降低具有保护作用；3)周期性牵张应力可以促进ERK5的磷酸化，激活ERK5信号通路；4)周期性牵张应力可以介导ERK5信号通路促进Runx-2和CyclinD1蛋白和基因的表达，从而促进成骨细胞增殖；
5)周期性牵张应力可以通过ERK5信号通路逆转Pg-LPS诱导的细胞内Runx-2、CyclinD1mRNA下调，从而对Pg-LPS诱导的成骨细胞增殖活性降低发挥保护作用。